Ενότητα 8: Μέθοδοι διαχωρισμού Γεώργιος Παπαδόπουλος Ελληνική Δημοκρατία Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Ηπείρου Γεωργική Χημεία Ενότητα 8: Μέθοδοι διαχωρισμού Γεώργιος Παπαδόπουλος

Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου Τμήμα Τεχνολόγων Γεωπόνων Γεωργική Χημεία Ενότητα 8: Μέθοδοι διαχωρισμού Γεώργιος Παπαδόπουλος Καθηγητής Άρτα, 2015

Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύπου άδειας χρήσης, η άδεια χρήσης αναφέρεται ρητώς.

Χρηματοδότηση Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο TEI Ηπείρου» έχει χρηματοδοτήσει μόνο τη αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα.

Χρήση των μεταβολών των φάσεων στην ανάλυση Η μελέτη της χημικής ανάλυσης αρχίζει με μια από τις παλιότερες παρατηρήσεις: οι ουσίες λειώνουν και βράζουν σε ορισμένες θερμοκρασίες, αλλάζοντας έτσι μορφή από στερεή σε υγρή ή από υγρή σε αέρια και αντίστροφα. Η μεταβολή μεταξύ αυτών των καταστάσεων της ύλης ή φάσεων μας δίνει πληροφορίες που βοηθούν στην αναγνώριση της ουσίας και στον προσδιορισμό της καθαρότητάς της. Επιπλέον, επειδή ο μηχανικός διαχωρισμός των δύο φάσεων είναι σχετικά απλός, η μελέτη της κατανομής μιας ουσίας μεταξύ δύο φάσεων αποτελεί τη βάση για όλες τις τεχνικές διαχωρισμού. Η μεταβολή των φάσεων συμβαίνει τόσο με απλές καθαρές ουσίες ή στοιχεία όσο και με μείγματα δύο ή περισσότερων ουσιών.

Μεταβολές μεταξύ φάσεων

Μέθοδοι διαχωρισμού Διήθηση Φυγοκέντρηση Καταβύθιση Εκχύλιση Ιοντοανταλλαγή Απόσταξη Χρωματογραφία

Χρωματογραφία Η χρωματογραφία είναι μέθοδος διαχωρισμού των συστατικών ενός μείγματος χημικών ουσιών (από δύο έως και 30!!) και στηρίζεται στη διαφορετική προσροφητικότητα των διαφόρων σωμάτων. Στη μέθοδο αυτή διακρίνουμε δύο φάσεις: (α) τη σταθερή ή στατική φάση που αποτελείται από κατάλληλο αδρανές προσροφητικό μέσο, στερεό ή υγρό, και (β) τη κινητή φάση που αποτελείται συνήθως από έναν (αδρανή) διαλύτη και από το μείγμα των συστατικών τα οποία θέλουμε να διαχωρίσουμε. Η κινητή φάση είναι πάντα σε υγρή ή αέρια μορφή.

Χρωματογραφία Ανάλογα με τους συνδυασμούς της στατικής και κινητικής φάσης, διακρίνουμε τους παρακάτω διαφορετικούς τύπους χρωματογραφίας: Χρωματογραφία στήλης (ή διήθησης σε πηκτή) Χρωματογραφία λεπτής στοιβάδας Χρωματογραφία ιοντοανταλλαγής (πάλι σε στήλη) Χρωματογραφία συγγένειας (πάλι σε στήλη) Υγρή χρωματογραφία Αέρια χρωματογραφία

Χρωματογραφία διήθησης σε πηκτή. Ένα μείγμα πρωτεϊνών (σημ. ΜΒ > 5 Χρωματογραφία διήθησης σε πηκτή. Ένα μείγμα πρωτεϊνών (σημ. ΜΒ > 5.000), σε πολύ μικρό συγκριτικά όγκο δείγματος, τοποθετείται σε στήλη με πορώδεις κόκκους. Οι μεγάλες πρωτεΐνες εμφανίζονται στην έξοδο της στήλης πριν από τις μικρές πρωτεΐνες διότι δεν μπορούν να εισχωρήσουν στο εσωτερικό των κόκκων του υλικού. Θα ήταν αδύνατον να γίνει διαχωρισμός των πρωτεϊνών με χρωματογραφία σε χαρτί διότι λόγω του μεγάλου ΜΒ που έχουν, η μετακίνησή τους θα ήταν πάρα πολύ αργή. Από Berg, Tymoczko, Stryer, Βιοχημεία, 5η έκδοση, ΠΕΚ, 2004. Κατόπιν άδειας του εκδότη.

Χρωματογραφία σε χαρτί Η χρωματογραφία σε χαρτί είναι η απλούστερη από όλα τα είδη της χρωματογραφίας, ανήκει στη χρωματογραφία υγρού-υγρού και η σταθερή φάση της είναι ένα λεπτό στρώμα νερού (ή άλλου υγρού) που έχει προσροφηθεί σε ένα κομμάτι χαρτί (δηλαδή στις ίνες κυτταρίνης αυτού). Σημαντικό ρόλο παίζουν επίσης και τα τριχοειδή φαινόμενα που εμφανίζουν οι ίνες της κυτταρίνης. Το χαρτί που χρησιμοποιείται μπορεί να είναι το συνηθισμένο διηθητικό χαρτί αλλά για καλύτερα αποτελέσματα προτιμάται το ειδικά επεξεργασμένο χαρτί Whatman No1.

Βιβλιογραφία 1. Ευστ. Ταμουτσίδη, Γεωργική Χημεία, έκδοση ίδιου, Β έκδοση, 2008 2. Μ. Λάλια – Καντούρη και Στ. Παπαστεφάνου, Γενική και Ανόργανη Χημεία, 2η έκδοση, Εκδόσεις Ζήτη, Θεσσαλονίκη, 2012. Η έκδοση αυτή έχει και πολύ επιμελημένο συμπλήρωμα εργαστηριακών ασκήσεων. 3. Κ.Δ. Ξένου και Ευγ. Ξένου, Γενική και Ανόργανη Χημεία, Μακεδονικές Εκδόσεις, Θεσσαλονίκη, 2009 4. Ν. Λυδάκη-Σημαντήρη. Γενική χημεία και ενόργανη ανάλυση: Θέματα και εργαστηριακές ασκήσεις. Εκδόσεις Τζιόλα, 2009. 5. G. Nelson Eby, "Principles of Environmental Geochemistry", 2004, Thomson, Brooks/Cole, μετάφραση Νίκος Λυδάκης-Σημαντήρης, 2011, Εκδόσεις Κωσταράκη, 6. J. Clark, R. Switzer. Πειραματική Βιοχημεία. 2η έκδοση. Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης, Ηράκλειο 2000. 7. Παπαγεωργίου Βασίλειος Π. Εργαστηριακές Ασκήσεις Οργανικής Χημείας, Επίκεντρο, Αθήνα 2005

Διατήρηση Σημειωμάτων Οποιαδήποτε αναπαραγωγή ή διασκευή του υλικού θα πρέπει να συμπεριλαμβάνει: το Σημείωμα Αναφοράς το Σημείωμα Αδειοδότησης τη Δήλωση Διατήρησης Σημειωμάτων το Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων (εφόσον υπάρχει) μαζί με τους συνοδευόμενους υπερσυνδέσμους.

Σημείωμα Αναφοράς Παπαδόπουλος, Γ. Γεωργική Χημεία. Τεχνολογικό Ίδρυμα Ηπείρου. Διαθέσιμο από: http://eclass.teiep.gr/courses/DEMO118/

Σημείωμα Αδειοδότησης Το παρόν υλικό διατίθεται με τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 4.0 Διεθνές [1] ή μεταγενέστερη. Εξαιρούνται τα αυτοτελή έργα τρίτων π.χ. φωτογραφίες, Διαγράμματα κ.λ.π., τα οποία εμπεριέχονται σε αυτό και τα οποία αναφέρονται μαζί με τους όρους χρήσης τους στο «Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων». Ο δικαιούχος μπορεί να παρέχει στον αδειοδόχο ξεχωριστή άδεια να χρησιμοποιεί το έργο για εμπορική χρήση, εφόσον αυτό του ζητηθεί. [1] http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/deed.el

Τέλος Ενότητας Επεξεργασία: Αντώνιος Σακελλάριος Άρτα, 2015

Τέλος Ενότητας Μέθοδοι διαχωρισμού